甘肅晶質石墨礦分布規(guī)律及成礦遠景探討

劉 力，陳彥文

(中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心甘肅總隊，甘肅 天水 741000)

石墨是一種特殊的非金屬材料，具有耐高溫性、導電性、導熱性、潤滑性、化學穩(wěn)定性、可塑性、抗熱震性等特點，廣泛應用于冶金、機械、耐火、電器電子、環(huán)保、航空航天、國防等領域[1]。甘肅處于華北、揚子和塔里木三大構造域的交匯部位，在漫長的地史演化過程中，具有多樣的沉積環(huán)境、廣泛的巖漿活動和復雜的變質作用[2]，為晶質石墨礦提供了良好的成礦條件。開展甘肅晶質石墨礦產(chǎn)資源分布特征研究，對摸清全省晶質石墨礦產(chǎn)資源基本情況，科學規(guī)劃部署勘查工作具有指導意義。

1 礦產(chǎn)分布特征

截止2019 年底，甘肅省共發(fā)現(xiàn)和評價晶質石墨礦產(chǎn)地11 處，其中大型晶質石墨礦床1 處；小型4處；礦點6 處。累計查明晶質石墨(礦物)資源量237.82 萬t，以大型為主，占累計查明(礦物)資源量的99.49%；小型約占0.51%(表1)。

從地理分布看，武威市發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地1 處(大型礦床)，查明晶質石墨(礦物)資源儲量236.60 萬t，占全省查明資源儲量的99.49%。酒泉市發(fā)現(xiàn)和評價礦產(chǎn)地7處，查明晶質石墨(礦物)資源儲量0.95萬t，分布在瓜州水溝子一帶，占0.40%。張掖市發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地2 處，查明晶質石墨(礦物)資源儲量0.28 萬t，分布在臨澤縣榆樹河和穿心河，占0.12%。天水市發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地1 處(礦點)，分布在麥積區(qū)花廟一帶(圖1)。

2 成礦地質條件

石墨礦根據(jù)成因可分為區(qū)域變質型、接觸變質型和巖漿熱液型[3]。區(qū)域變質型石墨礦床主要形成于前寒武紀古陸內部相對穩(wěn)定的陸核區(qū)[4]，常產(chǎn)出于古老的地層中。區(qū)域變質型石墨礦床必須有兩個條件：一是地層沉積時含有有機質；二是沉積地層發(fā)生較為強烈的區(qū)域變質作用[5]。在區(qū)域變質過程中，原巖中的有機質在還原條件下發(fā)生脫氧、脫氫反應，由于持續(xù)時間較長變質作用，石墨結晶呈鱗片狀。這類礦床往往常見混合巖化作用，主要表現(xiàn)為重結晶和交代現(xiàn)象[6]。

甘肅省晶質石墨礦床成因均為區(qū)域變質型，有7 個賦礦地層(表1)，其中主要賦礦地層為中太古代龍首山巖群，為斜長角閃巖—黑云母變粒巖—鎂質大理巖變質建造，沉積構造環(huán)境為活動的陸緣淺海環(huán)境；中元古代待建紀大豁落山組，為白云質大理巖變質建造，沉積構造環(huán)境為被動大陸邊緣環(huán)境；中元古代薊縣紀墩子溝群，大理巖變質建造，沉積構造環(huán)境為被動大陸邊緣濱淺海環(huán)境；古元古代敦煌巖群，為斜長角閃巖—黑云斜長片麻巖—變粒巖—二云母片巖—大理巖變質建造，沉積構造環(huán)境為活動大陸邊緣島弧構造環(huán)境。

表1 甘肅省石墨礦床（點）特征簡表

3 時空分布規(guī)律

3.1 時間分布規(guī)律

甘肅晶質石墨礦礦床產(chǎn)出的地層時代較多，有中太古代、古元古代、中元古代長城紀、中元古代薊縣紀、中元古代待建紀及寒武紀。其中中太古代成型礦床1 處(大型)；中元古代成型礦床4 處(小型)；其他時代無成型礦床(表2)。

表2 甘肅晶質石墨礦按時代統(tǒng)計排序表 (單位：處)

3.2 空間分布規(guī)律

從甘肅省Ⅲ級大地構造單元位置上看[7]，晶質石墨礦礦床主要分布于敦煌地塊、龍首山—雅布賴山地塊，次為馬鬃山弧盆系、中祁連巖漿弧、北秦嶺弧溝系，礦床規(guī)模時空分布特征見表3。

從IV 級礦帶看[8]，甘肅境內43 個IV 級礦帶中有6 個成礦帶有晶質石墨礦顯示(表4)。各IV 級成礦帶以查明晶質石墨(礦物)資源儲量為主線，排序為北大山—西紅山→方山口—鷹嘴紅山→龍首山。以預測的資源量為主線，排序為多壩溝—玉門→北大山—西紅山→武山—天水→方山口—鷹嘴紅山→龍首山→別蓋—硫磺山。

4 成礦遠景

據(jù)甘肅礦產(chǎn)資源潛力評價(2012)成礦單元劃分方案，晶質石墨礦主要成礦單元包括4 個Ⅲ類成礦帶、6 個IV 類成礦帶。結合近年找礦工作進展，提出了2 個石墨礦成礦遠景區(qū)，分別為鷹咀山晶質石墨礦成礦遠景區(qū)(Gph-1、B 類)、唐家鄂博山晶質石墨礦成礦遠景區(qū)(Gph-2、A 類)。

表3 甘肅省晶質石墨礦礦床規(guī)模時空分布表

表4 甘肅省Ⅳ級成礦帶晶質石墨礦產(chǎn)地統(tǒng)計一覽表

4.1 鷹咀山晶質石墨礦成礦遠景區(qū)(Gph-1)

該區(qū)地處塔里木板塊—塔里木盆地(克拉通)—敦煌地塊—敦煌基底雜巖，已發(fā)現(xiàn)白石頭溝、掉石溝、白臺溝3 個礦點[9]，含礦層為古元古代—新太古代敦煌巖群二巖組(Ar3Pt1D2)，為一套斜長角閃巖—黑云斜長變粒巖建造。巖性主要為斜長角閃巖、片麻巖夾偉晶巖、石英巖，厚度8 423m。

該含礦層廣泛分布于鷹咀山地區(qū)，從東側的石包城始，向西至三個泉。近東西走向長約100km。其間褶皺復雜，斷裂發(fā)育，局部有不同期次巖漿巖侵入。為石墨的成礦提供了良好的地質條件。已發(fā)現(xiàn)的3 個石墨礦點，均圈定了工業(yè)礦體，預測334？資源量(礦物)517.29萬t。因此該區(qū)具有較好的資源潛力。

4.2 唐家鄂博山晶質石墨礦成礦遠景區(qū)(Gph-2)

該區(qū)地處柴達木—華北板塊—阿拉善微陸塊—龍首山—雅布賴山地塊—迭布斯格—阿拉善右旗陸緣巖漿弧，已發(fā)現(xiàn)唐家鄂博山大型石墨礦礦床[10]，含礦層為中太古代龍首山巖群，為一套斜長角山巖—黑云母變粒巖—鎂質大理巖變質建造，巖性主要為石英巖、黑云斜長片麻巖、白云巖、二云石英片巖、含石墨蝕變大理巖、斜長角閃巖等，厚度＞4 019m。

該含礦層地表呈橢圓狀出露，東西長約18km，南北寬約8km，局部二疊紀二長花崗巖侵入。已發(fā)現(xiàn)的唐家鄂博山大型石墨礦床，查明(礦物)資源量236.60 萬t，預測(礦物)資源量42.60 萬t。因此該區(qū)具有一定的規(guī)模和潛在價值。

5 結論

(1)甘肅省已發(fā)現(xiàn)的11 個晶質石墨礦床(點)的成因類型均為區(qū)域變質型。

(2)晶質石墨礦床(點)的主要成礦時代為中太古代，空間上主要處于龍首山—雅布賴山地塊、敦煌地塊。

(3)依據(jù)晶質石墨礦的成礦條件、時空分布特征和找礦潛力等劃分出鷹咀山、唐家鄂博山2 個晶質石墨礦成礦遠景區(qū)，可作為今后晶質石墨礦勘查開發(fā)部署的依據(jù)。